问题
计算题
标有“4V 1 W”的小灯泡和 “20Ω 1A”的滑动变阻器连接在图所示的电路中,电源电压为6V,电流表量程为“0~O.6A”,电压表量程为“0~3V”。闭合开关,移动滑动变阻器。求:
(1)小灯泡L正常发光时的电流,滑动变阻器R2接入电路中的阻值大小。
(2)为确保电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是多少(不考虑温度对电阻的影响)
(3)当滑动变阻器达到允许的最大值时,小灯泡L的实际电功率是多少?
答案
解:
(1)额定电流I =P/U=2W/6V = 0.33A
小灯泡的电阻R1 = U2/P1 = (6V)2/w = 18Ω
总电阻 R=U/I=8V/0.33A=2Ω
滑动变阻器电阻R2 = R总-R1= 24.2Ω-18Ω= 6.2Ω
(2)灯的电流小于电流表的最大量程,所以以灯来考虑电流,电流最大为0.33A。
此时滑动变阻器的取值同上为6.2Ω。
电压表最大量程为3V,即滑动变阻器上的电压最大为3V ,则灯的电压为5 V,此时灯的电流
I1 = I2 = UL/RL = 5V/18Ω= 0.278A
滑动变阻器的阻值R2 = U2/I2 = 3V/0.278A =10.8Ω
所以保证各电路器件使用安全,滑动变阻器的取值范围为6.2Ω-10.8Ω。
(3)灯的实际功率 PL= IL2.RL=(0.278A)2×18Ω=1.4W。